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Drittmittelprojekt

Titel:
Präzise Vorhersagen für die Vektorboson-Streuung an Hadron­Kollidern

Projektleitung an der Universität Würzburg:

Beteiligte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler:

Kurzbeschreibung:
Mit der Entdeckung des Higgs-Bosons am Large Hadron Collider (LHC) im Sommer 2012 wurde das letzte fehlende Teilchen des Standardmodells der Elementarteilchenphysik gefunden. Über den Mechanismus der elektroschwachen Symmetriebrechung erzeugt das Higgs-Boson die beobachteten Massen der Elementarteilchen und garantiert gleichzeitig die Unitarität des Standardmodells. Die Streuung der elektroschwachen Eichbosonen gilt als der wichtigste Schlüsselprozess, um diesen Mechanismus zu untersuchen und wird am LHC bei 13 TeV mit bisher unerreichter Genauigkeit experimentell zugänglich sein. Da mögliche Abweichungen vom Standardmodell voraussichtlich klein sein werden, sind präzise theoretische Vorhersagen für eine gründliche Analyse dieser Prozesse nötig. Das zentrale Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Berechnung der nächstführenden störungstheoretischen Korrekturen zur Vektorboson­Streuung im Standardmodell. Neben den Korrekturen der starken Wechselwirkung werden insbesondere auch Korrekturen der elektroschwachen Wechselwirkung zum ersten Mal für diese Prozessklasse realistisch berechnet werden. Elektroschwache Korrekturen können die Vorhersagen bei hohen Energien, wie sie am LHC oder zukünftigen Hadronbeschleunigern vorliegen, um mehrere Zehn Prozent verändern und sind daher entscheidend für die korrekte Beschreibung der experimentellen Daten. In diesem Vorhaben sollen nicht nur die eigentlichen Matrixelemente für die Vektorboson­Streuung betrachten werden, sondern der vollständige Satz von Baumgraphen- und Einschleifenbeiträgen, die im Standardmodell zu den relevanten Sechsteilchen-Endzuständen beitragen. Um störungstheoretische Korrekturen zu diesen komplizierten Prozessen zu berechnen, werden geeignete Näherungsverfahren und Methoden entwickelt werden. Neben den Korrekturen höherer Ordnung im Standardmodell werden auch Effekte von Physik jenseits des Standardmodells in der Form von effektiven Operatoren einbezogen werden. Im Falle der Entdeckung neuer Physik am LHC, die auf bestimmte Erweiterungen des Standardmodells hindeutet, ist geplant, die Rechnungen auf die zugehörigen Modelle auszudehnen.

Schlagworte:
    Elementarteilchenphysik
    Quantenfeldtheorie
    Jenseits des Standardmodells
    elektroschwache Wechselwirkung
    Störungstheorie
    Colliderphysik
    LHC
    Vektorboson-Streuung

Laufzeit: von 01.2017 bis 12.2019

Förderinstitution:
DFG ,Genehmigungsdatum: 09.11.2016

Links:
Theoretische Physik II
Veröffentlichungen
Ansgar Denner